-
Engineering and technology
- Nanoelectronics
- Battery technology
- Materials synthesis
- Surface engineering
MESH-BAT heeft als doel een nieuwe architectuur voor vaste-stof lithium-ionbatterijen te onderzoeken, waarmee een nieuwe generatie miniatuur-, 'vormbare' batterijen mogelijk wordt die in vormen kunnen worden geperst die ondenkbaar zijn met traditionele batterijarchitecturen. De behoefte aan miniatuurbatterijen is gekoppeld aan de exponentiële stijging van de vraag naar Internet of Things (IOT)-apparaten, medische implantaten (sensoren, slimme pillen, slimme lenzen, enz.) en draagbare elektronica. Terwijl de meeste micro-elektronische componenten voor deze apparaten in rap tempo verbeterd zijn, ontbreken geschikte batterijen. Conventionele oplaadbare batterijen zijn omvangrijk en worden gemaakt door elektrode-lagen (via een slurry-casting) te maken en te scheiden door een membraan binnen een verpakking met een vaste vorm, wat ernstige beperkingen oplegt aan het ontwerp van die apparaten. Medische apparatenbedrijven geven aan dat zij in feite gedwongen worden hun product te ontwerpen 'rond' de vaste-vorm batterij die beschikbaar is op de markt. Idealiter zou het batterijontwerp kunnen worden aangepast aan het apparaatontwerp en zou het 'geperst' kunnen worden in de beschikbare ruimte binnen het apparaat. Helaas falen conventionele batterijarchitecturen gemakkelijk bij vervorming, bijvoorbeeld door scheuren of delaminatie van de elektrode-lagen. Geprinte of dunne film-batterijen zouden een optie kunnen zijn voor apparaten met een klein volume, maar hun lage oppervlaktecapaciteit beperkt hun gebruik tot toepassingen met laag vermogen. Gezien deze beperkingen heeft MESH-BAT als doel een oplossing te bieden voor toekomstige generaties draadloze elektronica waarbij energiebronnen mogelijk geïntegreerd kunnen worden in een kleine en free-form voetafdruk, zonder in te boeten aan de energiebehoefte. Hiervoor zullen depositiemethoden uit de micro-elektronica (anodisatie, elektrodepositie, spuitcoaten en atomaire laagdepositie) worden onderzocht om de nieuwe elektroden te fabriceren. De prestatieoptimalisatie van individuele elektroden en cellen zal worden ondersteund door verschillende ex situ en in situ karakterisatietechnieken en op fysica-gebaseerde modellering.